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【linux网络编程】端口

news 来源：原创 2025/6/8 12:25:20

一、端口（Port）概述

在计算机网络中，端口（Port） 是用来标识不同进程或服务的逻辑通信端点。它类似于一座大楼的房间号，帮助操作系统和网络协议区分不同的应用程序，以便正确地传输数据。

1. 端口的作用

在网络通信中，IP地址用于标识主机，而端口用于区分同一主机上的多个服务。例如：

  • 访问网页时，数据传输使用 HTTP协议（端口80） 或 HTTPS协议（端口443）。
  • 远程登录服务器时，使用 SSH协议（端口22）。
  • 发送邮件时，使用 SMTP协议（端口25）。

端口号的作用是确保数据包可以正确地发送到特定的应用程序或服务。

2. 端口的范围

端口号是一个 16位的整数，取值范围为 0~65535，通常分为三类：

  1. 知名端口（Well-Known Ports）：0 ~ 1023

    • 这些端口由 IANA（Internet Assigned Numbers Authority） 分配给知名服务，例如：
      • HTTP（80）
      • HTTPS（443）
      • SSH（22）
      • FTP（21）
      • DNS（53）

  2. 注册端口（Registered Ports）：1024 ~ 49151

    • 这些端口通常用于软件公司或特定应用程序注册，避免冲突。例如：
      • MySQL数据库（3306）
      • PostgreSQL（5432）
      • Docker（2375）

  3. 动态/私有端口（Dynamic/Private Ports）：49152 ~ 65535

    • 这些端口通常用于客户端程序的临时连接（如浏览网页、视频播放等），由操作系统动态分配。

3. 端口如何工作

当一台计算机与另一台计算机通信时，数据包不仅包含 IP地址，还包含 端口号，以确定数据要发送到哪个应用程序。例如：

  1. 浏览器访问网页

    • 你的电脑（客户端）打开网页 http://example.com：
    • 客户端随机分配一个 临时端口（如50000），向服务器的 80号端口 发送请求。
    • 服务器使用 80号端口 监听请求，并将网页数据返回到客户端的 50000号端口。

  2. SSH 远程连接

    • 客户端（本机）：
      ssh user@192.168.1.100
    • 客户端使用动态端口（如52000） 连接服务器的 22号端口。
    • 服务器接收到数据，并与客户端建立 SSH 连接。

4. 端口的分类

4.1 TCP 端口

  • TCP（传输控制协议）是面向连接的协议，保证数据传输的可靠性。
  • 常见的 TCP 端口：
    • HTTP（80）
    • HTTPS（443）
    • SSH（22）
    • FTP（21）
    • SMTP（25）

4.2 UDP 端口

  • UDP（用户数据报协议）是无连接的协议，传输速度快，但不保证数据完整性。
  • 常见的 UDP 端口：
    • DNS（53）
    • DHCP（67/68）
    • SNMP（161）
    • TFTP（69）

5. 如何查看端口使用情况

在 Linux 或 Windows 中，可以使用以下命令查看端口占用情况：

5.1 Linux 查看端口

# 查看所有监听的端口（TCP 和 UDP）
netstat -tunlp

# 查看指定端口是否被占用（如80）
netstat -tulnp | grep :80

# 使用 ss 命令（更快）
ss -tulnp

5.2 Windows 查看端口

# 查看所有端口使用情况
netstat -ano

# 查看特定端口（如80）
netstat -ano | findstr :80

#查看 Linux 上客户端临时端口范围
cat /proc/sys/net/ipv4/ip_local_port_range
#查看 Windows 上的客户端临时端口范围
netsh int ipv4 show dynamicport tcp

6. 端口转发和防火墙

在服务器或网络设备上，可以使用 端口转发（Port Forwarding） 或 防火墙（Firewall） 规则来控制端口访问。

6.1 端口转发

如果服务器 内网IP（192.168.1.100） 运行了一个 Web 服务器（端口80），可以在路由器或 Linux 上设置端口转发，使外网用户访问：

iptables -t nat -A PREROUTING -p tcp --dport 8080 -j DNAT --to-destination 192.168.1.100:80

这样，外部用户访问 http://your-public-ip:8080 时，会被转发到 192.168.1.100:80。

6.2 防火墙控制端口

使用 iptables 或 firewalld 允许或阻止端口访问：

# 允许 22 端口（SSH 连接）
iptables -A INPUT -p tcp --dport 22 -j ACCEPT

# 阻止 3306 端口（MySQL 远程访问）
iptables -A INPUT -p tcp --dport 3306 -j DROP

7. 端口扫描

黑客或安全研究人员常用端口扫描工具 nmap 来检测服务器上开放的端口：

# 扫描 IP 地址 192.168.1.1 的开放端口
nmap 192.168.1.1

如果不想被扫描，可以关闭不必要的端口，或者使用防火墙限制访问。

8. 总结

  • 端口是网络通信中的逻辑编号，用于区分不同的服务和应用。
  • 端口号范围 0-65535，其中 0-1023 为知名端口，1024-49151 为注册端口，49152-65535 为动态端口。
  • TCP 端口用于可靠传输，UDP 端口用于快速传输。
  • 可以使用 netstat 或 ss 命令查看端口占用情况。
  • 可以使用防火墙和端口转发管理端口访问权限。
  • nmap 等工具可用于扫描开放端口，管理员需做好安全防护。

二、客户端的端口与什么绑定？

客户端的端口与什么绑定？

客户端的端口绑定（Bind）到本机 IP 地址，用于建立 TCP 或 UDP 连接。具体来说，客户端的端口绑定到：

  • 本机 IP 地址（例如 192.168.0.105）
  • 协议类型（TCP 或 UDP）
  • 服务器 IP 地址与端口（用于连接目标服务器）

1. 端口绑定的完整过程

当客户端（你的电脑）访问某个服务器（例如 www.google.com）时，操作系统会动态分配一个端口，并与本机 IP 地址 绑定，用于进行通信。

示例

假设你的本机 IP 是 192.168.0.105，你在浏览器输入 https://www.google.com：

  1. 客户端分配端口
    • 操作系统随机分配一个动态端口（例如 50000）。
    • 绑定到 本机 IP 地址 192.168.0.105，用于与服务器通信。
  2. 客户端发起连接
    • 发送请求到服务器 142.250.74.36:443（Google 的 HTTPS 端口）。
  3. 服务器响应
    • 服务器的 443 端口（HTTPS）返回数据到 192.168.0.105:50000。
  4. 数据传输完成，连接关闭
    • 当浏览器收到数据后，客户端释放 50000 端口，系统可以重新分配给其他程序。

📌 连接绑定关系

客户端（你的电脑）
IP地址：192.168.0.105
端口号：50000 （随机分配）

服务器（Google）
IP地址：142.250.74.36
端口号：443 （HTTPS）

📌 TCP 连接映射：
192.168.0.105:50000  →  142.250.74.36:443

2. 客户端端口绑定的几种方式

🔹 方式 1：动态绑定（默认）

客户端通常使用操作系统自动分配的端口（49152-65535）。

int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); 
connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));

📌 特点

  • 端口由系统随机分配，避免端口冲突。
  • 适用于浏览器、API 请求、远程连接等。

🔹 方式 2：手动绑定（bind 绑定）

有些应用（如 P2P、VPN）希望使用固定端口，可以手动绑定：

struct sockaddr_in client_addr;
client_addr.sin_family = AF_INET;
client_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
client_addr.sin_port = htons(50000);  // 绑定 50000 端口

bind(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, sizeof(client_addr));
connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));

📌 特点

  • 适用于 VoIP、P2P、游戏服务器、VPN。
  • 如果端口被占用，会导致 bind() 失败。

🔹 方式 3：绑定特定的 IP

有时，客户端有多个网卡（多个 IP），需要指定使用某个 IP：

inet_pton(AF_INET, "192.168.1.100", &client_addr.sin_addr);
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&client_addr, sizeof(client_addr));

📌 特点

  • 适用于服务器有多个网卡的情况（如公网和内网双 IP）。
  • 可用于指定特定网络接口。

3. 绑定的三要素

客户端的端口绑定到：

  1. 本机 IP 地址（如 192.168.0.105）。
  2. 协议（TCP/UDP）。
  3. 目标服务器的 IP 和端口（如 142.250.74.36:443）。

📌 绑定示例

客户端：192.168.0.105:50000  →  服务器：142.250.74.36:443（HTTPS）
客户端：192.168.0.105:50001  →  服务器：8.8.8.8:53（DNS 查询）

如果同一个 IP 需要发起多个连接，操作系统会自动分配不同的端口，避免冲突。

4. 为什么客户端端口是随机的？

🔹 避免端口冲突

  • 如果所有客户端都使用 固定端口（如 50000），不同程序之间会发生冲突。
  • 操作系统通过 随机分配端口，确保多个连接可以同时进行。

🔹 提高安全性

  • 随机端口 避免攻击者猜测客户端端口，减少攻击风险（如端口扫描）。

🔹 支持多个连接

  • 例如，你同时打开多个 网页，每个网页都会使用不同的客户端端口：
192.168.0.105:50000  →  www.google.com:443
192.168.0.105:50001  →  www.facebook.com:443
192.168.0.105:50002  →  www.github.com:443

这样，浏览器可以同时加载多个网页，而不会发生端口冲突。

5. 如何查看端口绑定情况？

🔹 Windows

使用 netstat 命令：

netstat -ano | findstr :50000

如果你想查看哪个程序绑定了端口：

tasklist | findstr 21612

🔹 Linux

netstat -tulnp | grep :50000

或者：

ss -tulnp

6. 服务器端端口绑定

服务器端的端口是固定的，例如：

  • Web 服务器（HTTP）：监听 80 端口
  • Web 服务器（HTTPS）：监听 443 端口
  • SSH 服务器：监听 22 端口

服务器端通常绑定：

struct sockaddr_in server_addr;
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; // 绑定所有本机 IP
server_addr.sin_port = htons(80); // 绑定 80 端口
bind(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr));
listen(sockfd, 5);

📌 客户端连接服务器

客户端 192.168.0.105:50000 → 服务器 142.250.74.36:80
客户端 192.168.0.105:50001 → 服务器 142.250.74.36:80

服务器端使用固定端口，客户端使用随机端口 来访问。

7. 端口绑定总结

绑定对象绑定到作用
客户端端口本机 IP 地址用于发送请求
服务器端口固定端口（80、443、22）监听连接
动态端口49152-65535客户端自动分配

🚀 核心要点

  1. 客户端的端口 绑定到 本机 IP 地址，用于与服务器通信。
  2. 操作系统自动分配端口（49152-65535），避免端口冲突。
  3. 服务器端使用固定端口，客户端使用随机端口 来访问。
  4. 可以手动绑定端口，但可能导致端口冲突（如 VPN、P2P）。

三、实例

  C:\Users\xingz>netstat -ano
  
  协议   本地地址               外部地址                状态            PID
  TCP    0.0.0.0:7897           0.0.0.0:0              LISTENING       21612
  TCP    0.0.0.0:9012           0.0.0.0:0              LISTENING       15564
  TCP    127.0.0.1:1655         127.0.0.1:39797        ESTABLISHED     2864
  TCP    127.0.0.1:1855         127.0.0.1:7897         ESTABLISHED     22784
  TCP    127.0.0.1:3335         127.0.0.1:39797        ESTABLISHED     2864
  TCP    127.0.0.1:5080         127.0.0.1:62226        ESTABLISHED     10468
  TCP    127.0.0.1:6114         127.0.0.1:7897         TIME_WAIT       0
  TCP    127.0.0.1:6122         127.0.0.1:7897         ESTABLISHED     22784
  TCP    127.0.0.1:6219         127.0.0.1:7897         ESTABLISHED     22784
  TCP    127.0.0.1:6296         127.0.0.1:7897         ESTABLISHED     22784
  TCP    127.0.0.1:6308         127.0.0.1:7897         TIME_WAIT       0
  TCP    127.0.0.1:6370         127.0.0.1:7897         ESTABLISHED     22784
  TCP    127.0.0.1:6382         127.0.0.1:6381         TIME_WAIT       0
  TCP    127.0.0.1:6386         127.0.0.1:7897         ESTABLISHED     22784
  UDP    127.0.0.1:49664        127.0.0.1:49664                        4984
  UDP    192.168.0.105:137      *:*                                    4
  UDP    192.168.0.105:138      *:*                                    4

解析你的 netstat 活动连接信息

你的 netstat 结果列出了 所有当前活动的 TCP 和 UDP 连接，包含：

  • 监听端口（LISTENING）
  • 已建立的连接（ESTABLISHED）
  • 等待状态的连接（TIME_WAIT、CLOSE_WAIT、LAST_ACK 等）

1. LISTENING 端口（正在监听）

这些端口是服务器程序正在监听的端口，意味着某些服务正在等待连接。例如：

TCP    0.0.0.0:135            0.0.0.0:0              LISTENING       1516
TCP    0.0.0.0:445            0.0.0.0:0              LISTENING       4
TCP    0.0.0.0:7897           0.0.0.0:0              LISTENING       21612

常见监听端口的含义

端口号进程 ID (PID)作用
1351516远程过程调用（RPC），Windows 用于 DCOM
4454Windows 文件共享（SMB）
789721612这个端口在你的系统里频繁出现，可能是某个本地应用的后台服务
50409412可能与 Microsoft Edge 或 Cortana 相关
768015700可能是 Windows 的 Delivery Optimization（P2P 更新）

如何查看进程名称？

Windows：

tasklist | findstr 21612

Linux：

lsof -i :7897

2. ESTABLISHED（已建立的连接）

这些是当前正在使用的网络连接：

TCP    192.168.0.105:1856     223.109.175.205:443    ESTABLISHED     21612
TCP    192.168.0.105:1858     120.221.204.185:7826   ESTABLISHED     21612
TCP    192.168.0.105:4828     223.5.5.5:443          ESTABLISHED     21612
TCP    192.168.0.105:5478     223.5.5.5:443          ESTABLISHED     21612

📌 含义解析

  • 192.168.0.105 是你的本机 IP。
  • 223.5.5.5:443 是 阿里 DNS 服务器，用于 HTTPS 连接。
  • 120.221.204.185:7826 可能是 游戏、云服务 或者 即时通信软件（如微信、QQ）。
  • PID 21612 可能是某个活跃的程序，如 浏览器、聊天软件、云服务。

如何确认这些 IP 是什么？

你可以使用 nslookup 或 whois：

nslookup 223.109.175.205
whois 223.109.175.205

3. TIME_WAIT（等待超时）

TCP    127.0.0.1:6308         127.0.0.1:7897         TIME_WAIT       0
TCP    192.168.0.105:6115     120.253.253.98:443     TIME_WAIT       0

TIME_WAIT 说明：

  • 这些连接已经被关闭，但为了确保数据完整性，系统会等待一段时间（通常是 2*MSL，最大生存时间）。
  • 这种情况通常发生在 短连接 HTTP 请求（如访问网页）。

如何减少 TIME_WAIT 连接数量？

Windows：

netsh int tcp set global MaxUserPort=65535
netsh int tcp set global TcpTimedWaitDelay=30

Linux：

echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/tcp_tw_reuse

4. CLOSE_WAIT（被动关闭）

TCP    127.0.0.1:6419         127.0.0.1:7897         CLOSE_WAIT      22784
TCP    192.168.0.105:6420     123.249.98.69:443      CLOSE_WAIT      21612

📌 CLOSE_WAIT 说明

  • 服务器（或本机）没有正确关闭连接。
  • 这通常是 进程没有释放 socket 资源，可能是软件的 bug 或网络异常。

如何修复 CLOSE_WAIT？

  1. 终止进程：
    taskkill /PID 22784 /F
  2. 检查应用是否未正确关闭 socket：
    • Web 服务器、数据库、远程桌面 可能需要优化连接管理。

5. LAST_ACK（等待最后确认）

TCP    192.168.0.105:6431     112.34.111.235:443     LAST_ACK        21612
TCP    192.168.0.105:6470     112.34.111.235:443     LAST_ACK        21612

📌 LAST_ACK 说明

  • 服务器已经关闭连接，但客户端还未确认。
  • 可能是网络丢包，或者客户端软件的关闭逻辑有问题。

如何解决 LAST_ACK？

  • 检查防火墙、路由器是否丢包。
  • 检查网络是否稳定（特别是 Wi-Fi、VPN）。
  • 如果 LAST_ACK 连接持续很长时间，可以尝试重启该进程：
    taskkill /PID 21612 /F

6. UDP 端口（无连接）

UDP 端口通常用于：

  • DNS 解析（5353, 53）
  • 网络发现（3702）
  • SNMP 监控（161）
  • 游戏或 VoIP（随机高端口）
UDP    0.0.0.0:123            *:*                                    15676
UDP    0.0.0.0:3702           *:*                                    5820
UDP    0.0.0.0:5353           *:*                                    22784
UDP    0.0.0.0:7897           *:*                                    21612
UDP    0.0.0.0:59964          *:*                                    22784
UDP    192.168.0.105:137      *:*                                    4

📌 UDP 端口解析

  • 123 → NTP（网络时间同步）
  • 3702 → Windows 设备发现（WS-Discovery）
  • 5353 → mDNS（Bonjour，局域网服务发现）
  • 137 → NetBIOS（局域网共享）

如何关闭不需要的 UDP 端口？

Windows：

net stop W32Time

Linux：

systemctl stop systemd-timesyncd

7. 如何分析哪个程序占用了某个端口？

Windows

netstat -ano | findstr :7897
tasklist | findstr 21612

Linux

lsof -i :7897
netstat -tulnp | grep 7897

总结

  1. 监听的端口（LISTENING）：服务器应用正在等待连接。
  2. 已建立的连接（ESTABLISHED）：正在通信的 TCP 连接。
  3. TIME_WAIT：等待超时，防止旧连接影响新连接。
  4. CLOSE_WAIT：进程未正确关闭连接，可能有 bug。
  5. LAST_ACK：服务器等待客户端确认关闭，可能有网络丢包。
  6. UDP 端口：用于 DNS、NTP、游戏、mDNS 发现等。

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